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不同動物之間可以進行心臟移植嗎?

不同動物之間可以進行心臟移植嗎?(科學播報) 0:00/0:00
最新發布時間: 2019-09-05
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  基因上接近人類的狒狒(圖片來源:pixabay)

  近期,德國慕尼黑大學的實驗室創造了非人靈長類動物接受異種心臟移植的最長存活紀錄。研究人員已經在《自然》雜志上發表了他們實現這一跨物種移植新突破所采用的技術與改進方法。

  根據論文描述,實驗室里的四只狒狒在接受豬心移植后都成功存活超過三個月,最長一只甚至超過半年。在過去數十年的研究里,類似案例中僅有一例達到過最長的57天。這項實驗一直以來都面臨種種難題,因而進展緩慢。但是,它的研究意義在于,狒狒在基因上非常接近人類。如果一切順利,科學家就可以通過培育豬心來拯救那些需要移植心臟的患者。

  

  豬心在解剖學結構上接近人類心臟(圖片來源:pixabay)

  世界上有許多等待器官移植的重癥患者,然而能夠完全符合患者情況的人體器官通常供不應求。從上世紀六十年代起,科學家就致力于尋找各種替代方案。其中,一種方案是從其他靈長類動物體內獲取所需器官。但是,由于靈長類動物的心臟生長周期長、較難培育,并且有傳播疾病的風險,因而對于需要移植心臟的患者來說并不是一個很好的選擇。

  因此,科學家將關注點轉移到了其他動物身上。豬的心臟可以解決一部分上述難題,豬心培育方便,且容易提供專業飼養。最重要的是,豬心在解剖學結構上與人類的心臟較為相似,是較好的第二選擇。豬心移植因而成為醫學界的一大研究方向。

  

  免疫熒光技術的應用(圖片來源:見參考文獻)

  但是,異種心臟移植會面臨幾個較大的難題。首先是排異反應,免疫系統必然會阻止異體組織的進入,進而產生一系列生理反應。通常為了避免這些反應,需要通過藥物進行抑制,但這些藥物又會產生額外的副作用。另外,心臟移植本身就是對操作要求極高的手術,稍有環節出錯,就會導致一系列功能上的連鎖反應。還有一個問題是新的心臟與胸腔的適應性,一旦出現壓迫,也會有生命危險。

  為了解決這一系列問題,慕尼黑大學實驗室的這次移植手術主要在三個方面進行了關鍵性把控:首先,豬心根據需要進行了基因編輯,防止移植后出現嚴重的排異反應。排異反應正是此類手術最大的風險所在。其次,研究人員采用改進的方法保存離體的豬心,防止移植后的心臟出現功能性紊亂及其他問題。第三,研究人員使用藥物控制豬心的發育速度,防止其擠壓狒狒的胸腔造成傷害。

  

  不能忽視的醫學問題(圖片來源:pixabay)

  在這些新技術的支持下,移植后的心臟能夠立即正常跳動,并且狒狒也不需要像過去一樣服用過多對腎臟有害的抗免疫藥物。盡管仍未達到人體臨床實驗的標準,但這無疑已經是一個巨大的研究突破。

  在技術進步的同時,這些研究同時還需要解決道德與倫理方面的問題。例如對動物的傷害程度,以及跨物種移植心臟本身的合理性等。但無論如何,如果這項技術能夠繼續改進方法,技術上再向前推進,達到進行人類臨床移植的標準,那么在不遠的將來,豬將可能成為人體器官移植的重要供源。一旦解決供應問題,這些技術將能夠拯救更多人的生命。

  

原創稿件

制作:葉鵬飛

審校:魏瀟 中山大學神經科學博士/中國科學院心理學研究所 博士后研究員

參考文獻:Langin, M., Mayr, T., Reichart, B., Michel, S., Buchholz, S., Guethoff, S., . . . Abicht, J.-M. (2018). Consistent success in life-supporting porcine cardiac xenotransplantation. Nature, 564(7736), 430-433.

  


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